功率放大器在压电陶瓷阻抗测试中的应用

实验名称：功率放大器基于LabVIEW的工作电压下压电陶瓷阻抗测试

实验设备：LabVIEW程序，信号发生器，功率放大器ATA-4052，数据采集卡。

实验内容：

本文利用最基本的大电阻并联及小电阻串联式电压电流表原理,基于LabVIEW程序和配套的NIPXI模块化仪器设计测试系统，对压电陶瓷定子进行了不同激励电压幅值下的扫频阻抗测定，分析了其谐振点和反谐振点频率，以及不同激励电压幅值下的图像偏移。

实验过程：

1.测试系统的搭建

测试器的基本构成

由计算机程序控制信号发生器扫频的起止频率、电压幅值等，再由功率放大器ATA-4052将电压按照指定的比例放大至所需的电压幅值，加到待测阻抗上，再由调理分压电路将电压和电流线性放大或缩小至采集卡的量程以内，由数据采集卡采集电压电流等数据，并在LabVIEW内部处理数据。

2.调理分压电路

由于数据采集卡的采集电压和电流范围有限，无法测量过大的电流或电压，因此压电陶瓷处于工作电压条件下时，需要利用外部电路进行分压处理。

外部调理分压电路的设计

3.调理分压电路的误差验证

实验结果：

从测定图像中可以看出，在20V低电压和较高的120V工作电压下，阻抗模值图像均反映出了谐振点和反谐振点，谐振点处阻抗模值最小，反谐振点处最大。阻抗角在谐振频率和反谐振频率之间产生了跳变，其余频段始终处于-90°左右。

根据电路基本定理可知，在谐振频率和反谐振频率之间，压电陶瓷为阻容或阻感特性，对外界做机械有功，其他频率段时始终为–90°的纯容性特性，不对外做功。

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审核编辑：汤梓红